Connectivité dynamique sous contraintes métaboliques

Dans cette étude, nous étudions l'impact de la résistance à l'insuline sur l'accélération du vieillissement cérébral et testons si l'augmentation de la résistance à l'insuline des neurones peut être contrecarrée par l'utilisation de voies métaboliques alternatives (par exemple, les cétones plutôt que le glucose). Cette étude comporte trois bras qui, ensemble, fournissent des données synergiques. Pour les trois bras, les sujets sont testés dans une conception intra-sujets qui consiste en 2-3 sessions de test, espacées de 1 à 14 jours, et contrebalancées pour la commande. Lors de chaque séance nous mesurons l'impact du carburant (glucose dans une séance, cétones dans l'autre) sur le métabolisme cérébral et le fonctionnement associé. Pour les Arms 1-2, notre principale mesure expérimentale est l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), que nous utiliserons pour tracer l'auto-organisation des réseaux fonctionnels suite aux changements de l'offre et de la demande d'énergie. Le bras 1 teste l'impact des cétones endogènes produites en passant à un régime pauvre en glucides, tandis que le bras 2 teste l'impact des cétones exogènes consommées en complément nutritionnel. Pour le bras 3, nous utilisons la spectroscopie par résonance magnétique simultanée/tomographie par émission de positrons (MR/PET) pour quantifier l'impact des cétones exogènes sur la production de glutamate et de GABA, des neurotransmetteurs clés.

Les sujets auront la possibilité de participer à plus d'un des bras, mais cela n'est ni prévu ni requis.

Avant les analyses, les sujets recevront un historique et physique (H&P) administré par un clinicien, qui comprend les signes vitaux, un test oral de tolérance au glucose (OGTT) et le panel sanguin métabolique complet. Ceux-ci seront utilisés pour évaluer le diabète, les maladies rénales et les électrolytes. Si les sujets réussissent le dépistage, ils auront la possibilité de participer à un ou plusieurs bras, qui incluent la neuroimagerie. Pour fournir une mesure quantitative de l'activité métabolique variant dans le temps tout au long de l'analyse, basée sur des modèles quantitatifs de régulation du glucose et de la cétone, ainsi que pour pouvoir mettre en œuvre des règles d'arrêt de sécurité (voir ci-dessous), nous obtiendrons des échantillons de sang par piqûre d'épingle trois fois : avant l'analyse, après la consommation de la boisson à base de glucose ou de cétone et après l'achèvement de l'analyse. Pour évaluer les effets de l'augmentation de la demande métabolique, nous mesurons la réponse cérébrale à la charge cognitive, en passant de l'état de repos au raisonnement spatial par le biais d'une tâche Tetris. Pour évaluer les effets d'un apport métabolique accru, nous mesurons la réponse cérébrale à un bolus de glucose ou de cétone.